Научно-исследовательская работа Тема: Изучение флоры и качества водной среды прудов г. Обнинска
| Вид материала | Научно-исследовательская работа |
- Международная научная конференция «Изучение флоры Кавказа», 30.94kb.
- Шуйский В. Ф., Максимова Т. В., Петров Д. С. Биоиндикация качества водной среды, состояния, 359.82kb.
- Научно-исследовательская работа преподавателей и студентов как условие эффективного, 91.08kb.
- Научно-исследовательская работа студентов и пути её совершенствования Оглавление: Введение, 219.43kb.
- Оценка качества воды различных водных объектов д. Кельмаксола (научно-исследовательская, 438.39kb.
- Пояснительная записка Создание спецкурса «Проектная и научно-исследовательская деятельность, 44.12kb.
- 1. Научно исследовательская работа учащихся организуется в таких формах, как, 108.07kb.
- Исследовательская работа учащейся 11 Акласса, 154.71kb.
- Учебно-исследовательская и научно-исследовательская работа как факторы развития познавательной, 84.74kb.
- Научно-исследовательская работа студентов Научно-исследовательская работа студентов, 20.56kb.
Основная часть
1. Топография и гидрология водоёмов
Белкинские (Большой и Деревенский) пруды представляют собой единый каскад и расположены на северной окраине в 100 м от города Обнинска, и при этом занимают промежуточное положение между парком усадьбы и селом Белкино (по правому берегу) и новостройками города (по левому берегу). По плотине Деревенского пруда (верхний в каскаде) проходит грунтовая дорога, соединяющая напрямую эту часть города с шоссе, идущим на село Кривское. Недалеко от левого берега также проходит дорога с неинтенсивным движением, от которой пруды отделены полосой пустыря с сильно нарушенным травяным покровом и большими глинистыми проплешинами — результатом недавней работы дорожной техники. Вероятно, глинистая почва берегов, очень слабый водосток ручья, на котором созданы пруды и дорожная пыль способствуют невысокой прозрачности воды этих прудов, примерно 60—70 см. Донный грунт илисто-песчаный. Левые (городские) берега прудов открытые, почти без древесно-кустарниковой растительности. Летом 2005 г. пруды были почищены, поэтому растительный покров на прудах сильно пострадал.
Размеры Большого пруда: ширина − 75 м, длина − 340 м. Однако он имеет большую ширину почти на всем своем протяжении, в отличие от Деревенского. Берега пологие, растительный покров сильно нарушен, при этом невозможно выделить доминантные виды, за исключением ряски малой, местами обильно покрывающей водную поверхность. На правом, более крутом берегу расположен парк усадьбы. От него спускается небольшой овраг, устье которого образует довольно большой отвершек пруда, существенно увеличивая ширину пруда в этом месте.
Размеры Деревенского пруда: ширина − 70 м, длина − 230 м. Берега более крутые, особенно правый, площадь мелководий значительно меньше, чем на Большом пруду. Водная растительность сохранилась, несмотря на чистку этого водоема, однако зарастание незначительно. На правый берег, местами отделенный от села Белкино очень узкой полоской деревьев (преимущественно вязы) выходят деревенские дворы и огороды, дождевые стоки с которых, могут существенно усиливать эвтрофикацию этого водоема.
Основные типы местообитаний для растений водоемов — необсыхающие мелководья, берега (узкая полоса по границе суши и воды, обычно в пределах полосы заплеска волн или дневных колебаний уровня воды) и сырые луга на берегах. На большом пруду берег на значительном протяжении представляет собой нарушенные переувлажненные местообитания, еще только заселяемые растениями.
Из представителей фауны на прудах обнаружены обычно встречающиеся водные беспозвоночные (водомерки, вертячки, пиявки, моллюски и пр.), состав которых мы не изучали. Из рыб хорошо ловится мелкий серебряный карась, используемый рыболовами в качестве наживки на хищников при ловле в реках. Из млекопитающих видели ондатру. Было выявлено, что основные формы антропогенного воздействия − замусоривание берегов и парка, а также купание и рыбалка с вытаптыванием берегов.
Комсомольские (верхний и нижний) пруды расположены у южной окраины города Обнинска в «Старом» городе. Также представляют собой единый каскад на ручье с очень слабым стоком. На левый берег выходят дачи горожан. По плотине верхнего пруда проходит грунтовая дорога для проезда на дачи. Правый берег отделен от города железнодорожной веткой и асфальтированной дорогой с неинтенсивным движением (проезжая часть улицы). Основа механического состава почвы по берегам — хорошо фильтрующий дождевые стоки песок, что вместе с почти ненарушенным травяным покровом берегов обуславливает большую прозрачность воды (более 1м), чем на Белкинских прудах.
Размеры верхнего Комсомольского пруда: ширина − 40 м, длина − 150 м, берега крутые, обрывистые, дно каменистое. Площадь мелководья мала, водная растительность занимает полосу не более трёх метров от берега. Берега в основном открытые, только на левом берегу к «голове» пруда подходит сосново-березовая лесополоса с отдельными елями. Там же заметны слабые выходы грунтовых вод. Вся «голова» пруда и примыкающая пойма ручья покрыты тростниковыми зарослями. На берегах проводятся пикники, остается мусор, возможно, моют машины.
Для нижнего Комсомольского: ширина − 40 м, длина − 90 м. Правый берег пологий, поросший сосной с примесью березы, левый — крутой с узкой полосой лип, далее расположен дачный кооператив. Дно илистое. Площадь мелководий значительна, водная растительность занимает около 20% площади пруда.
Основные типы местообитаний — необсыхающие мелководья, берега и сырые луга на берегах. На левом берегу Верхнего пруда имеются слабые выходы грунтовых вод, а на правом берегу нижнего пруда уже образуется сплавина (растительный ковер, лежащий на поверхности воды, обычно связанный с берегом).
Из беспозвоночных представителей фауны кроме обычных обитателей здесь обитает речной рак (верхний пруд). Из рыб: верховка, плотва, карп, карась, окунь. Пруд мало посещается людьми, основная форма антропогенного воздействия − с/х источники загрязнения от дач.
2. Изучение и сравнение флоры прудов г. Обнинска
2.1. Объект исследования и методика
В нашей работе под флорой прудов г. Обнинска мы понимаем видовой состав травянистых сосудистых растений этих водоемов, т.е. понятие «флора» используется нами в широком, обыденном смысле и выражается аннотированным списком видов. Рассматривать флору прудов г. Обнинска в качестве ботанико-географического понятия, как «парциальную флору» полной территориальной совокупности видов растений (ПТСВР) (Юрцев, Камелин, 1991) мы не имеем права из-за малой протяженности исследуемой территории (небольшой город), которая в свою очередь является лишь некоторой частью естественных физико-географических выделов (Угорско-Протвинская низина — физико-географический район Калужской области, в котором находится г.Обнинск) или достаточно крупных административных единиц (Калужская область), к которым применимы понятия «флора» в ботанико-географическом смысле или «региональная флора» (Словарь, с. 37-38). Таким образом, объект нашего исследования лишь фрагмент (флора прудов г. Обнинска) парциальной флоры (например, флоры водоемов Калужской области или Угорско-Протвинской низины), которая в свою очередь является частью полной территориальной совокупности видов растений (например, флоры Калужской области).
При изучении растений водоемов неизбежно возникают трудности с выбором объектов исследования, поскольку: а) Перед исследователями могут стоять различные цели и задачи; б) в состав флоры водоемов входят низшие (водоросли и лишайники) и высшие растения, последние включают в себя бессосудистые (мхи и печеночники) и сосудистые (споровые и цветковые) растения; в) в само понятие «растения водоемов» можно включить только растения, растущие непосредственно в самой воде до ее уреза, дополнительно включить группу береговых растений, обитающих по сырым, заболоченным, не покрытым во время исследования водой местообитаниям, или взять все виды, обитающие на берегах водоемов, включив, например, все виды, встречающиеся на сухих склонах котловины. От решения этого вопроса зависит выбор методики исследования, а, следовательно, время и точность выполненной работы.
В настоящее время большинство гидроботаников различают понятия «водная флора» и «флора водоемов» (Лапиров, 2003; Папченков, 2003; Папченков, Щербаков, Лапиров, 2003). Однако трактовка каждого из этих понятий в отдельности значительно варьирует. Обратимся к понятию «флора водоемов», поскольку эта флора является объектом нашего исследования, включая сюда и понятие «флора водотоков». Если с включением водной составляющей флоры или водной флоры во флору водоемов никто из исследователей, спорить не станет, то с определением береговых границ флоры водоемов существуют большие затруднения, впрочем, как и с определением границ самих водоемов. Отсюда возникает важнейший вопрос: Какие виды растений следует включать во флору водоемов, а какие нет?
В работе «Основные гидроботанические понятия и сопутствующие им термины» В.Г. Папченкова, А.В. Щербакова и А.Г. Лапирова (2003) понятия «водоем» и «водоток» трактуются следующим образом:
«Водоем — скопление бессточных или с замедленным стоком вод в естественных или искусственных впадинах. При этом водная масса и вмещающая ее чаша представляют собой единый природный комплекс»;
«Водоток — обобщенное понятие для всех водных объектов, характеризующихся движением воды в направлении уклона в углублении земной поверхности, созданном их деятельностью или человеком…». Эти определения не дают четкого ответа на вопрос: Где заканчивается водоем? Например, пруд: входит ли в эту «чашу» вся котловина пруда? Только обводненная часть до уреза воды? Или до уровня окончания сырых, переувлажненных или так называемых ветландных (по Папченков и др., 2003) участков берега? Следует ли к водотоку, например реке, относить всю пойму или даже долину этой реки?
В.Г. Папченков, один из ведущих российских гидроботаников трактует понятие «водоем», используя его в качестве экотопа для растений (флоры) водоемов, следующим образом: «Водоем не кончается на урезе воды — к нему относится и расположенная выше уреза береговая зона, подразделяемая, в свою очередь, на периодически обсыхающую зону затопления и на зону прибоя и заплеска, орошаемую брызгами воды». Зона затопления «тем шире, чем больше амплитуда колебания воды (приливы, отливы, подъем от нагонных ветров и от сезонных колебаний стока на площади водосбора). Другим обстоятельством, определяющим ширину зоны затопления, является отлогость берега. В пределах зоны затопления условия постепенно меняются — от низших точек, почти все время находящихся под водой до, высших, затопляемых редко и ненадолго. Эта смена условий хорошо отражается растительным покровом, образованным смесью растений водяных (переносящих временное обсыхание), земноводных и наземных». Таким образом, мелководная прибрежная зона и береговая зона затопления являются тем местом, где водные макрофиты проникают на сушу, а растения суши — в водную среду» (Папченков, 2003, с. 24). То есть, флора водоемов или водных объектов какой-либо территории есть суммарный перечень видов растений водоемов этой территории и включает в себя как водную составляющую флоры, так и береговую, в пределах зоны затопления. Отсюда опять напрашивается вопрос: Где и как, провести береговую границу этой зоны затопления на конкретном водоеме при исследовании его растений?
Мы решили этот вопрос следующим образом: на водоеме мы учитывали только так называемые виды-индикаторы водоема, которые закономерно встречаются только в водной среде водоема и по ветландным местообитаниям на его берегах, включая переувлажненные, заболоченные, мокрые, сырые и т.п. местообитания. При этом данные виды в нашем регионе практически не должны встречаться в других, более сухих местообитаниях, как у самого водоема, так и в других экотопах. Такой подход к изучению флоры водоемов или водных объектов дает возможность, во-первых, отграничить наш предмет исследования от случайно попавших в зону затопления представителей «сухопутной флоры», исследовать которую логичнее в других экотопах, а, во-вторых — вовлекать в исследование виды сырых переувлажненных местообитаний водоема, грунт которых может быть и не покрыт в момент исследования водой, но вполне может иметь капиллярную связь с водой водоема через почву и регулярно подтапливается в зависимости от погодных условий. И эти виды могут то входить, то не входить во флористические списки водных объектов в рамках других методик исследования. Кроме того, эти местообитания в других экотопах (лесах, балках, лугах и др.) представляют собой переходный к водоемам тип местообитаний, генетически связанный с ними. Они либо были водоемами в прошлом, либо, при дальнейшем воздействии факторов среды могут стать ими в будущем, не даром этот тип местообитаний носит название «эфемерные водоемы» (Щербаков, 2003) или «временные водоемы» (Папченков, Щербаков, Лапиров, 2003); в соответствии с вышеизложенными принципами, нашими знаниями и навыками объектом исследования в данной работе является флора травянистых сосудистых растений прудов г. Обнинска.
Для краткой характеристики экологических особенностей исследуемых видов, в аннотированном списке видов мы использовали классификацию В.Г. Папченкова (2003) с некоторыми изменениями в соответствии с нашими взглядами применительно к данной работе:
Экологическая группа Истинно-водные растения или «Гидрофиты»
П/г. 1. Гидрофиты, свободно плавающие в толще воды.
П/г. 2. Погруженные укореняющиеся гидрофиты.
П/г. 3. Укореняющиеся гидрофиты с плавающими на воде листьями.
П/г. 4. Гидрофиты, плавающие на поверхности воды.
Экогруппа Прибрежно-водные растения
П/г. 5. «Гелофиты» или воздушно-водные растения.
П/г. 6. «Гигрогелофиты» или растения уреза воды.
Экогруппа Заходящие в воду береговые (околоводные) растения
П/г. 7. «Гигрофиты».
Флора прудов изучалась нами путем прохода вдоль всей их береговой линии (из-за небольшой площади мелководий этих водоемов лодка не понадобилась).
Флористические описания производились на специальных бланках, разработанных А.В. Щербаковым, сотрудником кафедры высших растений Московского университета, и немного скорректированных применительно к условиям нашей работы, с небольшим изменением списка флоры по сравнению с Московской областью (Щербаков, 1990). Это дало экономию времени при проведении исследований и обработки их результатов.
Сбор растений производили по общепринятым методикам, используя, где необходимо специальные грабельки для извлечения водных растений. Определение растений проводилось как по общефлористическим определителям (Маевский, 1964; Определитель…, 1995), так и по специализированным (Лисицына и др., 1993, Определитель… по вегетативным признакам, 2000). При анализе материала для оценки встречаемости видов на водоемах мы использовали простейшую шкалу:
«единично» — вид отмечен в одном месте на водоеме;
«редко» — отмечен всего 2—3 раза на водоеме, значительных группировок на образует;
«нередко» — промежуточная категория между «редко» и «часто», определённая нами опытным путём при картировании размещения видов на водоеме;
«часто» — встречен во многих местах на водоеме или в какой-то одной его части, но образует крупную группировку в виде зарослей (тростник или рогоз, часто образуют заросли в «голове» прудов).
Отметили также доминанты (растения, образующие заросли, являющиеся фоновыми видами).